CN212007129U - 电芯测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及检测设备制造领域，公开了一种电芯测量装置，包括用于固定待测电芯的载物台，在载物台四周的至少三个平面方向上分别设有测量机构，测量机构包括各自在其所在平面内的任意位置能够自由移动的测距仪。本实用新型通过载物台将待测电芯固定，并在待测电芯四周的至少三个平面方向上设置测距仪，在一台设备中完成了对待测电芯所需尺寸的全部测量，包括待测电芯的中宽、厚度、肩高、总高、凸起和翻边尺寸，自动化程度高，有效避免人工操作的差异性和晃动导致的误差，通过自动化操控定位检测提高了电芯尺寸检测的效率和合格率，准确性高，稳定性好。

Description

电芯测量装置

技术领域

本实用新型涉及检测设备制造技术领域，具体地涉及电芯测量装置。

背景技术

新能源汽车的大力发展使得新能源电池的需求量越来越大，伴随着产量的提升，生产和使用时发生事故也越来越多，因此，提高新能源电池的合格率是当下生产过程中最重要的问题。在电芯的自动化生产过程中，小部分电芯尺寸会不可避免地出现瑕疵，包括：鼓包、肩高不良、中宽不良、凸起翻边量超标等等。上述这些问题不仅会影响电池包的外观，更会影响到后期的电池模组装配，也给动力电池的使用安全性造成较大影响。有鉴于此，电芯在出库前必须要进行尺寸检测，及时、准确地发现产品问题以保证电芯外观尺寸的合格率。在现有技术中，电芯尺寸检测主要是由人工使用量具完成测量，这种人工测量方式，在大批量生产的情况下，不但会由于人工操作的效率低下而影响产品产量，而且在长时间的工作后，检测人员易产生疲劳，也会出现误判，而人工检测本身因检测人员的个体差异，也会影响判断结果的客观性和准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的人工检测准确性差、效率低的问题，提供电芯测量装置，通过载物台将待测电芯固定，并在待测电芯四周的至少三个平面方向上设置测距仪，对待测电芯的中宽、厚度、肩高、总高、凸起和翻边进行检测，通过自动化操控定位检测提高了电芯尺寸检测的效率和合格率。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种电芯测量装置，包括用于固定待测电芯的载物台，在所述载物台四周的至少三个平面方向上分别设有测量机构，所述测量机构包括各自在其所在平面内的任意位置能够自由移动的测距仪。

优选地，所述载物台包括两两相互垂直的底板、立板和侧板，所述载物台的***设有框架，所述框架构成分别与所述底板、立板和侧板平行的顶面、立面和侧面；所述测距仪分别对应在所述顶面、立面和侧面内自由移动。

优选地，所述测量机构包括驱动所述测距仪在其所在平面内沿第一方向移动的第一伺服电机，驱动所述测距仪在其所在平面内沿第二方向移动的第二伺服电机，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

优选地，所述第一方向和所述第二方向上均设有滑轨，所述测距仪沿所述滑轨移动，移动轨迹为所述顶面、立面或侧面上的任意位置。

优选地，所述载物台上包括紧固机构，所述紧固机构包括紧固气缸，所述紧固气缸的气缸杆端部设有将所述待测电芯夹紧固定的夹紧片。

优选地，所述紧固机构在与所述载物台的所述立板和侧板相对的两个方向上设置。

优选地，所述框架的顶面设有抓取机构，所述抓取机构包括抓取气缸，所述抓取气缸的气缸杆端部设有用于抓取和释放所述待测电芯的机械手。

优选地，所述电芯测量装置包括控制中心，所述控制中心分别与所述第一、第二伺服电机、所述紧固机构或所述抓取机构通过控制信号彼此连接通讯。

优选地，所述控制中心中包括有数据处理单元，所述测距仪输出测量数据给所述数据处理单元，所述数据处理单元对所述测量数据进行处理后输出测量结果。

优选地，所述电芯测量装置包括显示器，所述显示器与所述数据处理单元相连并显示测量结果。

通过上述技术方案，本实用新型通过载物台将待测电芯固定，并在待测电芯四周的至少三个平面方向上设置测距仪，对待测电芯的中宽、厚度、肩高、总高、凸起和翻边进行检测，通过自动化操控定位检测提高了电芯尺寸检测的效率和合格率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中电芯测量装置的整体结构示意图；

图2为待测电芯的整体结构示意图；

图3为图2中A的局部剖视结构示意图；

图4为图1中载物台的整体结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例中电芯测量装置的整体结构示意图；

图6和图7分别为载物台上未放置待测电芯和已放置待测电芯的示意图。

附图标记说明

100载物台 110底板 120立板 130侧板 200待测电芯 210焊缝220电芯极柱 230电芯盖板300测距仪 301第一伺服电机 302第二伺服电机 400框架 410顶面 420立面 421滑轨 430侧面 500紧固机构 510紧固气缸 520气缸杆 530夹紧片 600控制中心 610数据处理单元 700显示器L中宽L1测距仪自身位置到侧板之间的距离 L2测距仪自身位置到待测电芯的侧面之间的距离D厚度 H肩高 H1总高 T凸起 F翻边

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”通常是指相对于各部件本身的轮廓的内外；“远、近”通常是指相对于各部件本身的轮廓的远近。

实施例一

如图1所示，本实用新型提供一种电芯测量装置，包括用于固定待测电芯200的载物台100，在所述载物台100四周的至少三个平面方向上分别设有测量机构，所述测量机构包括各自在其所在平面内的任意位置能够自由移动的测距仪300。有上述内容可知，本实用新型通过载物台100将待测电芯200固定，并在待测电芯200四周的至少三个平面方向上设置测距仪300，对待测电芯200的中宽、厚度、肩高、总高、凸起和翻边进行检测，通过自动化操控定位检测提高了电芯尺寸检测的效率和合格率。

如图2并结合图3所示，需要说明的是，本实用新型所提供的电芯测量装置需要测量的待测电芯200的尺寸包括：中宽L、厚度D、肩高H、总高H1、凸起T和翻边F。以下分别对需要测量的尺寸位置逐一进行说明，由于待测电芯200为长方体形状，其中，

中宽L：长方形电芯的两个面积较小的侧平面之间的距离；

厚度D：长方形电芯的两个面积较大的侧平面之间的距离；

肩高H：电芯盖板230上表面距离电芯底部的距离；

总高H1：电芯极柱220上表面距离电芯底部的距离；

凸起T：电芯盖板230焊接后竖直方向上焊印熔池相对盖板平面的高度；

翻边F：电芯盖板230焊接后水平方向上焊印熔池相对壳体平面的高度。

如图3所示，由于电芯的盖板是通过四边焊接在电芯顶面上的，在顶面的四周形成焊缝210，也就是焊印熔池的位置。凸起T和翻边F实际上指的就是焊缝210高出盖板顶面和宽于盖板侧边的尺寸。

如图1并结合图4所示，所述载物台100包括两两相互垂直的底板110、立板120和侧板130，形成立方体角结构；所述载物台100的***设有框架400，所述框架400构成分别与所述底板110、立板120和侧板130平行的顶面410、立面420和侧面430。如图1所示，为了方便移动和测量，载物台100在框架400的底面上的投影位于该底面的左上方，使其与设置有测距仪300的顶面410、立面420和侧面430之间都留有一定的间隔。所述测距仪300分别对应在所述顶面410、立面420和侧面430内自由移动。在本实施例中，测距仪300为激光测距仪，为了在对待测电芯200有效定位的基础上，防止载物台100对测距仪300的光线造成阻挡或干涉，从而影响对待测电芯200尺寸的测量，载物台100的底板110的长度和宽度大于被测电芯200的底面的长度和宽度，载物台100的侧板130的长度大于被测电芯200的侧面长度，但载物台100的立板120高度小于被测电芯200的肩高，以便于测量待测电芯200的翻边。

具体来说，所述测量机构包括驱动所述测距仪300在其所在平面内沿第一方向移动的第一伺服电机301，驱动所述测距仪300在其所在平面内沿第二方向移动的第二伺服电机302，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。在图1所示的实施例中，第一伺服电机301驱动测距仪300在立面420的竖直方向上运动，第二伺服电机302则驱动测距仪300在立面420的水平方向上运动。更具体地，所述第一方向和所述第二方向上均设有滑轨421，所述测距仪300沿所述滑轨421移动，移动轨迹为立面420上的任意位置。在实际的应用中，滑轨421可以采用多种结构形式，比如：在图1所示的实施例中，第一伺服电机301驱动测距仪300沿设置在竖直方向上的丝杠滑轨运动，同时，第一伺服电机301和设置在竖直方向上的丝杠滑轨还可以作为一个整体，在第二伺服电机302的驱动下沿设置在水平方向上的丝杠滑轨运动，上述两种运动的合成，就可以使测距仪300停留在立面420所在平面上的任意位置对待测电芯200进行自动测量。

结合图4所示，为了防止待测电芯200在测量的过程中移动而导致测量结果不准确，所述载物台100上还包括紧固机构500，所述紧固机构500包括紧固气缸510，所述紧固气缸510的气缸杆520端部设有将所述待测电芯200夹紧固定的夹紧片530。为了保证待测电芯200在不同方向上稳固定位，所述紧固机构500在与所述载物台100的所述立板120和侧板130相对的两个方向上设置。也就是说，在载物台100的立板120和侧板130的对侧，分别设有紧固机构500。

另外，为了实现操作的全自动化，方便将待测电芯200置入电芯测量装置中，所述框架400的顶面还可以设置抓取机构(图中未示出)，所述抓取机构包括抓取气缸，所述抓取气缸的气缸杆端部设有用于抓取和释放所述待测电芯200的机械手。在开始测量之前和测量完成之后都可以通过抓取机构实现对待测电芯200的抓取和释放。

实施例二

如图5所示的实施例与前述实施例相比，两者的框架400的结构有所不同，在本实施例中，所述框架400为包括十二条边框的完整框架，与上述实施例相比，本实施例中的框架400的稳定性增强，测距仪300在测量过程中的行走也会更加稳定。需要说明的是，由于测距仪300的体积和重量都比较小，而框架400的主要用途是用于设置方便测距仪300移动的导向轨道，并不是实体结构，因此，框架400的整体重量也比较小，在上述实施例一中，虽然不是完整框架，无法依靠框架自身的对称结构固定，但只要位于框架400底面上的边框稳定固定即可。显然，在本实施例的完整框架所围设的内部空间内，框架与载物台100之间要留用足够的空间以便于抓取机构进行上料下料动作。在本实施例中，除了构成框架400的边框数量和位置与实施例一之间有所差别之外，测距仪300的运动方式和测量方式与实施例一均相同。

结合图5所示，在本实用新型另外的实施例中，电芯测量装置还包括控制中心600，所述控制中心600分别与所有的伺服电机相连，同时还与所述紧固机构500、所述抓取机构通过控制信号彼此连接通讯。控制中心600控制伺服电机的起闭、紧固机构的夹紧和松开、抓取机构的抓取和释放，并控制协调各个机构之间的动作前后顺序，上述控制过程属于控制方法，可以通过编程的方法来实现，并不是本实用新型保护的重点，在此不再赘述。

此外，所述控制中心600中还包括有数据处理单元610，所述测距仪300输出测量数据给所述数据处理单元610，所述数据处理单元610对所述测量数据进行处理后输出测量结果。为了方便查看检测结果，所述电芯测量装置包括显示器700，所述显示器700与所述数据处理单元610相连并显示测量结果。

如图6并结合图7所示，以下以测量待测电芯200的中宽L为例，对本实用新型的测量过程进行简单的说明。

具体来说，在图6和图7所示的实施例中，测距仪300采用的是激光测距仪，该激光测距仪是通过记录测距仪的光线发射点到阻挡住激光光线的障碍物的位置之间的距离实现测量的。设置在不同平面方向上的测距仪300在该平面内的运动，分别测量每个待测尺寸测量载物台100上未放置待测电芯200之前和已放置待测电芯200之后相应位置的距离变化，计算差值从而得到对应的待测尺寸。进一步地，如图6所示，当待测电芯200未置入电芯测量装置的载物台100内时，在第一伺服电机301和第二伺服电机302的共同作用下，测距仪300移动到合适的测量位置，确定想要测距的点位。在该点位上，测距仪300发射出的光线可以直接接触到载物台100的侧板130的内侧表面。点位确定好之后，测距仪300测量到从其自身位置到载物台100的侧板130之间的距离为L1，并将L1的测量数值记录到数据处理单元610中。控制中心600控制抓取机构将待测电芯200抓取到载物台100的上方，下移并施放，将待测电芯200置于载物台100的底板110上，此时，电芯测量装置检测到载物台100上的待测电芯200，控制中心600控制分别设置在载物台100的立板120和侧板130的对侧的紧固机构500，所述紧固气缸510驱动气缸杆520伸长，设置在气缸杆520端部的夹紧片530分别从待测电芯200的正面和侧面两个方向将所述待测电芯200夹紧固定在载物台100上。此处的点位使测距仪300发射出的光线可以直接接触到待测电芯200垂直于光线发射方向的、距离测距仪300最近的那个侧面，测量到从其自身位置到待测电芯200的侧面之间的距离为L2，并将L2的测量数值记录到数据处理单元610中。数据处理单元610计算两次测量数值的差值，即为测量待测电芯200的中宽L，即：L＝L1-L2。上述测量后的计算结果经数据处理单元610传送到显示器700并显示出来。当然，为了确保测量数据的更加准确，测距仪300可以通过第一伺服电机301和第二伺服电机302的共同作用移动到不同的位置，使其发射出的光线可以直接接触到待测电芯200同一表面上的多个合适的测量点位，多次测量后选择计算平均值作为测量结果。

需要说明的是，由于载物台100中两两相互垂直的底板110、立板120和侧板130所形成立方体角结构，其高度低于待测电芯200，当测量的位置不高于载物台100时，测距仪300可以如上述实施例所述，在同一位置测量未放置待测电芯200和已放置待测电芯200两者的距离差，得到待测电芯200对应位置的尺寸。当需要测量包括总高H1、凸起T和翻边F在内的高于载物台100的尺寸时，则需要在不同的测量步骤中，使测距仪300在第一伺服电机301和第二伺服电机302的共同作用下，移动到合适的测量位置，确定想要测距的点位之后，再开始测量。

通过上述的方法，可以利用分别设置在框架400的顶面410、立面420和侧面430上的测距仪300分别测量中宽L、厚度D、肩高H、总高H1。结合图3所示，对于凸起T和翻边F，无法通过上述方法直接得到测量结果，而是需要在测量的结果中再减去中宽L或肩高H，才能够得到翻边F或凸起T的尺寸。除此之外，还可以在焊缝210的上、下两侧分别预设两条测试轨迹，预设的测试轨迹注意要避开焊缝210本身，分别测量之后，两条轨迹的差值即为待测电芯的翻边F尺寸。上述两种测量翻边F的方法可以根据实际的测量需要进行选择。

有上述内容可知，本实用新型通过载物台将待测电芯固定，并在待测电芯四周的至少三个平面方向上设置测距仪，在一台设备中完成了对待测电芯所需尺寸的全部测量，包括待测电芯的中宽、厚度、肩高、总高、凸起和翻边尺寸，自动化程度高，有效避免人工操作的差异性和晃动导致的误差，通过自动化操控定位检测提高了电芯尺寸检测的效率和合格率，准确性高，稳定性好。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，例如，为了提高测量的准确性，可以根据需要对测距仪的设置数量和位置进行选择，可以在四周和顶面五个平面上都设置测距仪，也可以在同一个平面上同时设置多个可自由移动的测距仪。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种电芯测量装置，其特征在于，包括用于固定待测电芯(200)的载物台(100)，在所述载物台(100)四周的至少三个平面方向上分别设有测量机构，所述测量机构包括各自在其所在平面内的任意位置能够自由移动的测距仪(300)。

2.根据权利要求1所述的电芯测量装置，其特征在于，所述载物台(100)包括两两相互垂直的底板(110)、立板(120)和侧板(130)，所述载物台(100)的***设有框架(400)，所述框架(400)构成分别与所述底板(110)、立板(120)和侧板(130)平行的顶面(410)、立面(420)和侧面(430)；所述测距仪(300)分别对应在所述顶面(410)、立面(420)和侧面(430)内自由移动。

3.根据权利要求2所述的电芯测量装置，其特征在于，所述测量机构包括驱动所述测距仪(300)在其所在平面内沿第一方向移动的第一伺服电机(301)，驱动所述测距仪(300)在其所在平面内沿第二方向移动的第二伺服电机(302)，所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

4.根据权利要求3所述的电芯测量装置，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向上均设有滑轨(421)，所述测距仪(300)沿所述滑轨(421)移动，移动轨迹为所述顶面(410)、立面(420)或侧面(430)上的任意位置。

5.根据权利要求3所述的电芯测量装置，其特征在于，所述载物台(100)上包括紧固机构(500)，所述紧固机构(500)包括紧固气缸(510)，所述紧固气缸(510)的气缸杆(520)端部设有将所述待测电芯(200)夹紧固定的夹紧片(530)。

6.根据权利要求5所述的电芯测量装置，其特征在于，所述紧固机构(500)在与所述载物台(100)的所述立板(120)和侧板(130)相对的两个方向上设置。

7.根据权利要求3所述的电芯测量装置，其特征在于，所述框架(400)的顶面设有抓取机构，所述抓取机构包括抓取气缸，所述抓取气缸的气缸杆端部设有用于抓取和释放所述待测电芯的机械手。

8.根据权利要求5所述的电芯测量装置，其特征在于，所述电芯测量装置包括控制中心(600)，所述控制中心(600)分别与所述第一伺服电机(301)、所述第二伺服电机(302)、所述紧固机构(500)通过控制信号彼此连接通讯。

9.根据权利要求7所述的电芯测量装置，其特征在于，所述电芯测量装置包括控制中心(600)，所述控制中心(600)分别与所述第一伺服电机(301)、所述第二伺服电机(302)、所述抓取机构通过控制信号彼此连接通讯。

10.根据权利要求8或9所述的电芯测量装置，其特征在于，所述控制中心(600)中包括有数据处理单元(610)，所述测距仪(300)输出测量数据给所述数据处理单元(610)，所述数据处理单元(610)对所述测量数据进行处理后输出测量结果。

11.根据权利要求10所述的电芯测量装置，其特征在于，所述电芯测量装置包括显示器(700)，所述显示器(700)与所述数据处理单元(610) 相连并显示测量结果。

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